JP6141806B2 - セルロース系バイオマスのスラリー用連続式反応器 - Google Patents
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
セルロース系バイオマスのスラリーを超臨界状態又は亜臨界状態で熱水処理する連続式反応器であって、
セルロース系バイオマスのスラリー及び蒸気を混合する二軸式スクリュー、二軸式パドル、オーバル翼又はニーダを備える前段部と、
蒸気と混合されたスラリーをプラグフローとして出口方向へと移動させるピン羽根又は板羽根を備える後段部とから構成されていることを特徴とする、連続式反応器に関する。
セルロース系バイオマスとして、稲藁を使用した。稲藁は、まず粉砕機によって平均粒径100〜200μmに粉砕された。粉砕された稲藁に水を加えて混合し、固形物濃度7質量%のバイオマスの原料スラリーを調製した。この原料スラリーを、間接加熱型シェルアンドチューブ型反応器41(自社製)の入口43に高圧ポンプを用いて供給した。間接加熱型シェルアンドチューブ型反応器41内は、温度180℃、圧力2MPaに調整された。図1は、比較例1の糖化液製造装置の模式図を示す。間接加熱型シェルアンドチューブ型反応器41の内部には、スラリー加熱チューブ42が設けられているが、撹拌装置は設けられていない。間接加熱型シェルアンドチューブ型反応器41の出口44から取り出された糖化スラリーは、経路6、減圧弁7を経てフラッシュタンク8へと供給された。
予備試験と同じ稲藁を用いて、固形物濃度30質量%の原料スラリーを調製した。この原料スラリーを用いて、図2に示す糖化液製造装置によって糖化液を製造した。原料スラリーは、連続式反応器21の入口2へと供給される。連続式反応器21の入口2へは、蒸気も供給され、原料スラリーを加熱するために使用される。
図5に示される糖化液製造装置の連続式反応器1は、撹拌装置4として二軸式スクリューを備える一般的な反応器であり、回転軸3は、モータMによって駆動される。連続式反応器1の寸法は、実施例で使用した連続式反応器21と同じである。
破砕装置23を使用せず、糖化スラリーを糖化液によって希釈しないこと以外、すべて実施例と同様に操作した。定常運転中にグルコースを間欠的に投入し、連続式反応器21内部の流動解析を行った結果、完全混合槽列モデルとして4槽相当のプラグフローが維持できていた。糖化率は、計画値の70%に達していた。
2:連続式反応器の入口(投入口)
3,33:回転軸
4:撹拌装置(スクリュー)
5:連続式反応器の出口(取出口)
6,10,26:経路
7:減圧弁
8:フラッシュタンク
9:フラッシュ経路
11:固液分離装置
22:撹拌装置(ピン羽根)
23:破砕装置
24:スクリーン
25:破砕刃
27:糖化液供給配管
28:糖化スラリー供給配管
31:混合室
32:撹拌装置
34:糖化スラリー入口
35:糖化液入口
36:破砕装置の出口
37:回転軸支持部材
41:間接加熱型シェルアンドチューブ型反応器
42:原料スラリー加熱チューブ
43:間接加熱型シェルアンドチューブ型反応器の入口(投入口)
44:間接加熱型シェルアンドチューブ型反応器の出口(取出口)
45:蒸気入口
46:凝縮水出口
51:前段部
52:前段部の出口
53:移送経路
54:後段部の入口
55:後段部
56:連続式反応器
57:回転軸
M,M1,M1a,M1b,M2:モータ
Claims (4)
- セルロース系バイオマスのスラリーを超臨界状態又は亜臨界状態で熱水処理する連続式反応器であって、
セルロース系バイオマスのスラリー及び蒸気を混合する二軸式スクリュー、二軸式パドル、オーバル翼又はニーダを備える前段部と、
蒸気と混合されたスラリーをプラグフローとして出口方向へと移動させるピン羽根又は板羽根を備える後段部とから構成されていることを特徴とする、連続式反応器。 - 前記前段部が入口側の1/4〜1/2である、請求項1に記載の連続式反応器。
- 前記前段部の二軸式スクリュー、二軸式パドル、オーバル翼又はニーダと、
前記後段部のピン羽根又は板羽根とが、
同じ回転軸上に設けられている、請求項1又は2に記載の連続式反応器。 - 回転軸を2本並列して有する、請求項3に記載の連続式反応器。
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